Algemene verspreiding

contractnr.051988

ANRE-DEMONSTRATIEPROJECT

KWO bij TECHNOLOGIEHUIS en CIPAL te Geel

Eindrapport

N.Robeyn en J. Van Bael

Studie uitgevoerd in opdracht van ANRE

2007/ETE/R/

VITO

Februari 2007

1

1 SAMENVATTING Zowel het Technologiehuis alsook Cipal hadden besloten om zowel hun huidige kantoorgebouwen alsook de nieuwe gebouwen, uit te rusten met energiezuinige systemen. Daar beide bedrijven naast elkaar gesitueerd zijn, werd geopteerd voor één gemeenschappelijk KWO-systeem. Dit systeem moet de beide bedrijven voorzien van de nodige koeling. Het laden van de koude bron gebeurt door een koeltoren. In het kader van de bevordering van nieuwe energietechnologieën heeft de Vlaamse overheid een subsidie toegekend van 35% op het verschil tussen een klassieke compressorkoelinstallatie en de investeringskosten van de koude-warmteopslag (KWO) installatie bij Cipal en het Technologiehuis te Geel Dit rapport beschrijft de periode 01/02/2003 tot 01/02/2006. Tijdens deze periode werd er in het totaal 389.100 m³ grondwater verpompt waarvan 151.000 m³ voor het laden en 238.100 m³ voor het ontladen. Op energetisch vlak komt dit overeen met 878 MWhth koude laden en 497 MWhth koude ontladen (koudelevering aan beide gebouwen). Het totaal elektrisch verbruik gedurende de meetperiode is 54,5 MWh. Hiervan is 43,8 MWh verbruikt tijdens het laden (pomp warme bron + pomp en ventilator koeltoren) en 10,8 MWh tijdens het ontladen (pomp koude bron). Wanneer koeling apart wordt beschouwd, is er dus 10,8 MWhe nodig voor het leveren van 497 MWhth ofwel een koudefactor van 46 om in termen van koelmachines te spreken. Wanneer ook het koude laden in rekening wordt gebracht bedraagt de koudefactor 9. Vergeleken met de referentietoestand (koelen met compressiekoelmachine) is er over de meetperiode van 3 jaar een primaire energiebesparing van716 GJ ofwel 62 %. Wat betreft de CO2-emissie is er een vermindering van 55 ton ofwel62 % minder t.o.v. de referentietoestand. De meerkost voor het toepassen van koude-warmteopslagtechniek kan terugverdiend worden door vermeden energiekosten alsook de vermeden kosten van een koelmachine met zijn specifiek onderhoud en de vermeden vermogenvergoeding. Wanneer dit alles in rekening wordt gebracht, geeft dit een terugverdientijd van 8,6 jaar zonder subsidies en 5,6 jaar inclusief subsidies.

2

INHOUD

1 SAMENVATTING................................................................................................................................... 1

2 INLEIDING .............................................................................................................................................. 3

3 TECHNISCHE BESCHRIJVING VAN DE INSTALLATIE.............................................................. 5

4 METINGEN EN REGISTRATIE VAN DE ENERGIESTROMEN ................................................... 8

5 TECHNISCHE EVALUATIE................................................................................................................. 9

5.1 GRONDWATERSYSTEEM..................................................................................................................... 9 5.2 DEBIET LADEN / ONTLADEN ............................................................................................................. 13 5.3 ENERGIE LADEN / ONTLADEN........................................................................................................... 15 5.4 VERBRUIKTE ENERGIE ..................................................................................................................... 19

6 PRIMAIRE ENERGIEBESPARING EN CO2-REDUCTIE.............................................................. 20

6.1 PRIMAIRE ENERGIEBESPARING......................................................................................................... 20 6.2 CO2-REDUCTIE................................................................................................................................ 20

7 ECONOMISCHE EVALUATIE .......................................................................................................... 21

8 MENING VAN DE EIGENAAR .......................................................................................................... 22

9 BESLUIT................................................................................................................................................. 24

BIJLAGE 1: SAMENVATTING RESULTATEN........................................................................................ 25

3

2 INLEIDING Op de Technologiezone, een provinciaal bedrijventerrein voor technologiebedrijven in Geel, zijn onder andere het Technologiehuis, een incubator voor technologiebedrijven en eigendom van het Provinciebestuur Antwerpen, en CIPAL, een intercommunale voor overheidsinformatica, gevestigd. Zowel het Technologiehuis als CIPAL besloten ongeveer terzelfder tijd om uit te breiden. Gezien de twee bedrijven naast elkaar gelegen zijn (150 à 200 meter afstand), werd een samenwerkingsakkoord gesloten om samen één KWO-project te realiseren. De totale koudevraag werd geschat op 1,2 MWth. Het KWO-systeem is via een warmtewisselaar verbonden met een collector. Van hieruit worden in het totaal 4 gebouwen voorzien van koude. Zowel het Technologiehuis als CIPAL worden immers onderverdeeld in een bestaand en een nieuw gebouw. De koude wordt op verschillende manieren in de gebouwen gebracht: Technologiehuis bestaand: ventiloconvectoren (300 kWth) Technologiehuis nieuw: luchtbehandelingskast (87 kWth) en ventiloconvectoren

(190 kWth) CIPAL bestaand: luchtbehandelingskast (95 kWth) CIPAL nieuw: luchtbehandelingskast (230 kWth) en ventiloconvectoren (250 kWth)

Uit energetisch oogpunt is het wenselijk de in de zomer opgeslagen warmte in de winter te benutten. Dit is mogelijk door met de luchtbehandelingskasten koude te laden. Echter, de totale koudevraag ten opzichte van de hoeveelheid koude die met de luchtbehandelingkasten kan worden geladen, is dermate groot dat het energetische voordeel verwaarloosbaar is. Hierdoor is ook de financiële besparing klein, zeker ten opzichte van de relatief hoge investering. Om die reden is dan ook geopteerd om de koude bron te laden door gebruik te maken van een koeltoren. De verwarming van de gebouwen gebeurt met verschillende ketels. Deze warmteproductie wordt niet opgemeten gezien het KWO-systeem dus geen aandeel heeft in de warmtevraag van dit gebouw. De oorspronkelijke investeringskost (inschrijvingsprijs) voor KWO bedroeg 363.192,52 €. Het Technologiehuis en CIPAL hebben een subsidie van 35% op het verschil tussen de referentie-installatie (koelmachines), zijnde 395.525 €, en de totale kostprijs KWO inclusief studies en engineering, zijnde 487.821 €, bekomen. VITO voerde in opdracht van de toemalige Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie (ANRE) van de Vlaamse Gemeenschap (nu Vlaams Energie Agentschap) een evaluatie van dit demonstratieproject uit. Het demonstratieproject werd goedgekeurd in 2000. Bedoeling was te starten met de metingen in het najaar 2001 (voorlopige oplevering installatie). Echter pas vanaf februari 2003 was er de mogelijkheid om de juiste datagegevens uit het registratiesysteem te halen. Dit rapport handelt dan ook over de periode 01/02/2003 - 01/02/2006.

4

Gedurende een meetperiode van drie jaar werden de energiestromen opgemeten en geregistreerd. Op basis van deze gegevens werden de technische prestaties van de technologie, de bereikte energiebesparing, de vermindering van de CO2-emissie en de rentabiliteit geëvalueerd.

5

3 TECHNISCHE BESCHRIJVING VAN DE INSTALLATIE Een principeschema van de installatie wordt weergegeven in Figuur 1. Het grondwatersysteem wordt geregeld door middel van een eigen Centrale Verwerkings Eenheid (CVE), geplaatst in de technische ruimte. Deze CVE is softwarematig, via een netwerkkabel, verbonden met het Gebouw Beheer Systeem (GBS) van de beide bedrijven.

De koudeopslag kent twee hoofdbedrijfssituaties, te weten:

- laden in de winter;

- ontladen in de zomer.

Laden

De koude benodigd voor het laden wordt onttrokken aan de buitenlucht door middel van een koeltoren. Het koeltorencircuit is via een warmtewisselaar verbonden met het grondwatercircuit. De koeltoren wordt in werking gesteld op het moment dat de buitentemperatuur onder 6°C zakt.

Het grondwaterdebiet wordt afhankelijk van de buitenluchtcondities geregeld tussen 35 en 50 m³/uur. Het koeltorencircuit heeft een vast debiet van 50 m³/uur.

Het grondwatersysteem gaat in de procedure “stop laden” indien de buitentemperatuur terug boven 6°C stijgt.

Een bijzondere status hier is de status “auto-laden en koelen”. Deze status komt in indien EN de buitentemperatuur minder is dan 6°C EN er is een koudevraag. Het water uit de warme bron passeert eerst de warmtewisselaar met de koeltoren en wordt vervolgens over de warmtewisselaar van het gebouwcircuit gestuurd. Het (nog steeds koude) water wordt vervolgens in de koude bron geïnjecteerd. Deze status was nodig omdat ook tijdens de winterperiode bv. in het auditorium een zekere (meestal beperkte) koeling kan gevraagd worden.

Ontladen

Indien in één van de gebouwen koude wordt gevraagd en de buitentemperatuur is te hoog om te laden, wordt overgegaan op de status “ontladen”.

Het grondwater wordt uit de koude bron onttrokken met een maximaal debiet van 124 m³/h. Na afgifte van de koude aan de warmtewisselaars wordt het grondwater in de warme bron geïnfiltreerd.

6

Het debiet van het grondwatersysteem wordt 1:1 geregeld op basis van de door de CVE gesommeerde gewenste debieten in de verschillende gebouwen (in functie van de koudevraag).

7

Figuur 1: schematische voorstelling van de installatie

8

4 METINGEN EN REGISTRATIE VAN DE ENERGIESTROMEN Voor de energieregistratie van dit demonstratieproject werden onderstaande meters voorzien. Parameter Meter Eenheid energie laden caloriemeter MWh energie ontladen caloriemeter MWh energie deel Cipal caloriemeter MWh grondwaterverplaatsing ontladen debietmeter 100 m³ grondwaterverplaatsing laden debietmeter 100 m³ temperatuur warme bron temperatuursensor °C temperatuur koude bron temperatuursensor °C elektriciteitsverbruik KWO elektriciteitsmeter kWh temperatuur naar koeltoren temperatuursensor °C temperatuur van koeltoren temperatuursensor °C gemiddelde buitentemperatuur temperatuursensor °C

De meters werden allen voorzien in het project. De gegevens werden via mail doorgestuurd naar VITO. Ogenblikkelijke waardes van temperatuur, druk en debiet werden uurlijks gelogd. De energie- en watertellers werden door het GBS dagelijks opgeslagen. Tijdens de meetperiode zijn er wel enkele, meestal korte, periodes geweest waar de gegevens niet gelogd werden. Omdat de meeste berekeningen gebeuren aan de hand van de tellerstanden, en deze gewoon verder tellen ook al wordt er niet gelogd, zal dit weinig problemen opleveren voor de beoordeling van het project.

9

5 TECHNISCHE EVALUATIE Bij de toepassing van de KWO-technologie ligt de focus op koeling. Energieverslindende compressiekoeling wordt bij deze technologie zoveel mogelijk vervangen door energiezuinige koeling. Dit is mogelijk doordat grondwater van nature uit een temperatuur heeft van om en bij de 12°C en dat dit grondwater relatief makkelijk kan opgepompt worden voor energie-uitwisseling. Het gebruik (geen verbruik) van grondwater voor koeldoeleinden wordt “ontladen” genoemd. Grondwater wordt dan opgepompt uit de koude bron, en na warmtewisseling wordt de gebouwwarmte in de warme bron geïnjecteerd. Het systeem wordt aanzien als een gigantische koudebuffer, vandaar de termen “laden” en “ontladen” van koude. De resultaten beschreven in dit rapport hebben betrekking op de periode 01/02/2003 tot 01/02/2006.

5.1 Grondwatersysteem In Figuur 2 wordt op uurbasis het gevraagde grondwaterdebiet en de buitentemperatuur weergegeven gedurende een volledig jaar (2004).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1/01

/200

4

31/0

1/20

04

1/03

/200

4

31/0

3/20

04

30/0

4/20

04

30/0

5/20

04

29/0

6/20

04

29/0

7/20

04

28/0

8/20

04

27/0

9/20

04

27/1

0/20

04

26/1

1/20

04

Gro

nd

wat

erd

ebie

t [m

³/h

]

-20,0

-10,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

Bu

iten

tem

per

atu

ur

[°C

]

Grondwaterdebiet Tbuiten

Figuur 2: debiet en temperatuur gedurende 2004

Het primaire circuit van het koude-warmteopslagsysteem (grondwatercircuit) volgt nauwgezet de koudevraag van het gebouwcircuit. Er is dan ook duidelijk een verband te zien tussen de buitentemperatuur en het grondwaterdebiet.

10

Figuur 3 geeft het verloop weer van de brontemperaturen (warme en koude bron) gedurende 2004. Er is een duidelijke stijging van de koude brontemperatuur te merken tijdens de zomerperiode. De temperatuur loopt langzaam maar zeker op van ongeveer 8°C in april tot ongeveer 11,4°C eind september. Dit geeft aan dat op het einde van de koelperiode het grondwatersysteem nog steeds operationeel is en koude aanreikt onder de natuurlijke grondwatertemperatuur (zijnde 12°C). Tijdens de winterperiode wordt er warmte onttrokken van ± 13°C uit de warme bron om aan 8°C geïnjecteerd te worden in de koude bron.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

1/01

/200

4

31/0

1/20

04

1/03

/200

4

31/0

3/20

04

30/0

4/20

04

30/0

5/20

04

29/0

6/20

04

29/0

7/20

04

28/0

8/20

04

27/0

9/20

04

27/1

0/20

04

26/1

1/20

04

Bro

nte

mp

erat

ure

n [

°C]

Tkoude bron Twarme bron

Figuur 3: Evolutie van de brontemperatuur in 2004

Figuur 4 geeft een beeld van de energielevering door het KWO-systeem, ontlading van de koude bron enerzijds en laden van de koude bron anderzijds. Het vermogen wordt berekend uit de dagelijkse gegevens met een vooropgestelde draaitijd van 8 uur per dag. Het vermogen tijdens het ontladen is vrij klein in vergelijking met de ontwerpcondities van het systeem. Wanneer er ingezoomd wordt op het ontladen van koude over de meetperiode valt op dat het vermogen meestal tussen 200 en 300 kW ligt met enkele uitschieters tot 1 MW. De ontwerpcondities waren 1,15 MW koelvermogen, waardoor de KWO het merendeel van de draaitijd op een beperkt vermogen draait. Figuur 5 geeft een overzicht van het vermogen tijdens het ontladen gedurende de meetperiode (berekend uit uurlijkse gegevens).

11

0

100

200

300

400

500

600

700

1/01

/04

31/0

1/04

1/03

/04

31/0

3/04

30/0

4/04

30/0

5/04

29/0

6/04

29/0

7/04

28/0

8/04

27/0

9/04

27/1

0/04

26/1

1/04

26/1

2/04

Ver

mo

gen

[kW

]

Koude laden Koude ontladen

Figuur 4: Thermische energie-overdracht naar grondwatersysteem (2004)

0

200

400

600

800

1000

1200

1/02

/03

1/05

/03

1/08

/03

1/11

/03

1/02

/04

1/05

/04

1/08

/04

1/11

/04

1/02

/05

1/05

/05

1/08

/05

1/11

/05

Ver

mo

gen

[kW

]

Vermogen ontladen

Figuur 5: Vermogen bij ontladen gedurende de meetperiode

12

Figuur 6 toont de duurcurve van het vermogen van het grondwatersysteem bij laden en ontladen van koude. Ook hier valt weer op dat het vermogen bij ontladen van koude grotendeels beperkt is tot minder dan 200kW.

0

200

400

600

800

1000

1200

0

2000

4000

6000

8000

1000

0

1200

0

1400

0

1600

0

1800

0

2000

0

2200

0

2400

0

Uren

Ver

mo

gen

[kW

]

Energie laden Energie ontladen

Figuur 6: Duurcurve vermogen (over 3 jaar)

13

5.2 Debiet laden / ontladen

Het debiet per maand (zowel laden als ontladen) over de meetperiode wordt weergegeven in Figuur 7. Gedurende de meetperiode van 3 jaar is in het totaal 151.000 m³ geladen en 238.100 m³ ontladen. Figuur 8 geeft een overzicht van het debiet per jaar gedurende de meetperiode. Opgelet, dit zijn geen kalenderjaren maar zijn als volgt verdeeld:

2003’ = 01/02/2003 – 31/01/2004, 2004’ = 01/02/2004 – 31/01/2005, 2005’ = 01/02/2005 – 31/01/2006.

Het verpompte debiet tijdens het ontladen is steeds groter dan tijdens het laden behalve tijdens 2005’. In Figuur 7 valt dezelfde trend waar te nemen. Tijdens de zomer van 2005 is er minder koudevraag (productie) geweest dan tijdens de vorige zomers. Tevens is er in 2005 meer water verpompt voor koude te laden dan tijdens de overige winterperiodes.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

feb/

03

mrt

/03

apr/

03

mei

/03

jun/

03

jul/0

3

aug/

03

sep/

03

okt/

03

nov/

03

dec/

03

jan/

04

feb/

04

mrt

/04

apr/

04

mei

/04

jun/

04

jul/0

4

aug/

04

sep/

04

okt/

04

nov/

04

dec/

04

jan/

05

feb/

05

mrt

/05

apr/

05

mei

/05

jun/

05

jul/0

5

aug/

05

sep/

05

okt/

05

nov/

05

dec/

05

jan/

06

Deb

iet

[m³]

Debiet laden Debiet ontladen

Figuur 7: Totale debiet laden en ontladen per maand gedurende de meetperiode

14

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

2003' 2004' 2005'

Deb

iet

[m³]

Debiet laden Debiet ontladen

Figuur 8: Totale debiet laden en ontladen per jaar gedurende de meetperiode

15

5.3 Energie laden / ontladen De hoeveelheden thermische energie per maand, die geleverd zijn door de KWO over de meetperiode, zijn weergegeven in Figuur 9.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

feb

/03

mrt

/03

ap

r/0

3

me

i/03

jun

/03

jul/0

3

au

g/0

3

sep

/03

okt

/03

no

v/0

3

de

c/0

3

jan

/04

feb

/04

mrt

/04

ap

r/0

4

me

i/04

jun

/04

jul/0

4

au

g/0

4

sep

/04

okt

/04

no

v/0

4

de

c/0

4

jan

/05

feb

/05

mrt

/05

ap

r/0

5

me

i/05

jun

/05

jul/0

5

au

g/0

5

sep

/05

okt

/05

no

v/0

5

de

c/0

5

jan

/06

En

erg

ie [

MW

h]

Energie laden Energie ontladen

Figuur 9: Geleverde energie tijdens laden/ontladen over de meetperiode Tijdens de totale meetperiode is er in het totaal 878 MWhth koude geladen en 497 MWhth ontladen. Wanneer de warmtebalans bekeken wordt over de verschillende zomer- en winterperiodes kan er besloten worden dat er gedurende de meetperiode steeds meer koude geladen wordt tijdens de winterperiode dan dat er koude wordt onttrokken gedurende de volgende zomerperiode. Tabel 1 geeft een overzicht van de warmtebalans over de verschillende seizoenen (winter/zomer). De winter van 2006 is nog niet volledig omdat de gegevens vanaf februari 2006 ontbreken in dit rapport.

16

In Figuur 10 wordt de warmtebalans over de meetperiode weergegeven per zomer- en winterperiode voor 2003, 2004 en 2005.

Warmtebalans per seizoen Koude laden [MWh] Koude ontladen [MWh]

Winter 03 288 Zomer 03 217 Winter 04 187 Zomer 04 153 Winter 05 143 Zomer 05 127 Winter 06 260

Tabel 1: Warmtebalans zomer-/winterperiodes

0

50

100

150

200

250

300

350

2003' 2004' 2005'

ener

gie

[M

Wh

]

Koude ontladen (zomerperiode) koude laden (winterperiode)

Figuur 10: Warmtebalans zomer- / winterperiodes over de meetperiode De hoeveelheid koude die ontladen wordt is minder dan verwacht enerzijds door het beperkte vermogen tijdens het ontladen en anderzijds doordat de installatie vrij frequent in storing staat door een nog niet optimale instelling van de regeling. Figuur 11 geeft een overzicht van hoe vaak de procedure noodstop aan staat gedurende de meetperiode.

17

1/02

/03

1/05

/03

1/08

/03

1/11

/03

1/02

/04

1/05

/04

1/08

/04

1/11

/04

1/02

/05

1/05

/05

1/08

/05

1/11

/05

No

od

sto

p a

an/u

it

Procedure Noodstop aan

Figuur 11: Noodstop procedure aan/uit gedurende de meetperiode Een tweede opmerking die kan gemaakt worden is dat de hoeveelheid koude die wordt ontladen kleiner is dan de hoeveelheid koude die wordt geladen. Nochtans is in paragraaf 5.2 gebleken dat er meer debiet verpompt wordt tijdens het ontladen dan tijdens het laden. Dit is te wijten aan het kleinere temperatuursverschil tijdens het ontladen. Figuur 12 geeft een overzicht van het temperatuursverschil tussen de koude en de warme bron tijdens het laden en het ontladen. Er valt op te merken dat in 2003 het temperatuursverschil tijdens het ontladen vrij klein was, ongeveer 2°C, terwijl het bij het laden ongeveer 5°C was. In 2004 was dit al veel beter en werd er ontladen met een temperatuursverschil van 3 à 4°C. Over de totale meetperiode werd er koude geladen met een gemiddeld temperatuursverschil van 5,0°C en ontladen met een gemiddeld temperatuursverschil van 2,8°C.

18

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1/0

2/2

00

3

1/0

3/2

00

3

1/0

4/2

00

3

1/0

5/2

00

3

1/0

6/2

00

3

1/0

7/2

00

3

1/0

8/2

00

3

1/0

9/2

00

3

1/1

0/2

00

3

1/1

1/2

00

3

1/1

2/2

00

3

1/0

1/2

00

4

1/0

2/2

00

4

1/0

3/2

00

4

1/0

4/2

00

4

1/0

5/2

00

4

1/0

6/2

00

4

1/0

7/2

00

4

1/0

8/2

00

4

1/0

9/2

00

4

1/1

0/2

00

4

1/1

1/2

00

4

1/1

2/2

00

4

1/0

1/2

00

5

Te

mp

era

tuu

rsv

ers

ch

il k

ou

de

bro

n-w

arm

e b

ron

delta T bij ontladen delta T bij laden

Figuur 12: Delta T (koude bron - warme bron) tijdens 2003 en 2004

19

5.4 Verbruikte energie

Figuur 13 geeft het elektriciteitsverbruik voor het KWO-systeem weer gedurende de meetperiode.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

feb/

03

mrt

/03

apr/

03

mei

/03

jun/

03

jul/0

3

aug/

03

sep/

03

okt/

03

nov/

03

dec/

03

jan/

04

feb/

04

mrt

/04

apr/

04

mei

/04

jun/

04

jul/0

4

aug/

04

sep/

04

okt/

04

nov/

04

dec/

04

jan/

05

feb/

05

mrt

/05

apr/

05

mei

/05

jun/

05

jul/0

5

aug/

05

sep/

05

okt/

05

nov/

05

dec/

05

jan/

06

Ele

ktri

sch

e en

erg

ie [

kWh

]

Elektrische energie laden Elektrische energie ontladen

Figuur 13: Elektriciteitsverbruik van KWO gedurende de meetperiode Over de totale meetperiode is er een totaal van 54,5 MWhe elektrische energie verbruikt door de bronpompen. Laden nam hiervan 43,8 MWhe voor zijn rekening, terwijl het ontladen 10,8 MWhe verbruikte. Voor het leveren van 497 MWhth koude was dus 54,5 MWhe elektrische energie vereist. In termen van een koelmachine komt dit neer op een SPF van 9. Deze is relatief laag omdat in dit project geen gebruik wordt gemaakt van de warmte die vrijkomt bij het laden van koude. Hiervoor wordt een koeltoren ingezet die natuurlijk ook zijn elektrisch verbruik heeft. Wanneer enkel het elektriciteitsverbruik tijdens het ontladen wordt bekeken bedraagt de SPF 46.

20

6 PRIMAIRE ENERGIEBESPARING EN CO2-REDUCTIE

6.1 Primaire energiebesparing Om de primaire energiebesparing te kunnen bepalen, is het nodig om de KWO-installatie te vergelijken met een referentie-installatie. Hiervoor wordt vergeleken met een klassieke watergekoelde koelmachine met een SPF van 3,5. Voor de omrekening naar primaire energie wordt gerekend met een rendement van de elektriciteitscentrale van 44 %.

KWO (installatie Technologiehuis – Cipal)

KM (referentie-installatie)

Elektriciteitsverbruik 54,5 MWhe 142 MWhe Primair elektrisch energieverbruik

124 MWhprim 323 MWhprim

Totaal primair energieverbruik

446 GJ 1.162 GJ

Reductie primaire energie - 716 GJ

Besparing - 62 % Tabel 2: Primaire energiebesparing over de meetperiode

Door toepassing van de KWO-techniek werd er 716 GJ minder primaire energie verbruikt gedurende de meetperiode van drie jaar. Dit komt overeen met een jaarlijkse besparing van ongeveer 239 GJ of 62% t.o.v. de referentie-installatie. Tabel 2 geeft een overzicht van het energieverbruik.

6.2 CO2-reductie Voor de bepaling van de CO2-emissie wordt uitgegaan van een uitstoot van 624 g CO2 per kWhe. Onderstaande tabel geeft een totaal-overzicht na drie jaar werking.

KWO (installatie Technologiehuis – Cipal

)

KM (referentie-installatie)

Elektriciteitsverbruik 54,5 MWhe 142 MWhe

CO2-uitstoot 34 ton CO2 89 ton CO2

CO2-reductie - 55 ton CO2

Besparing - 62 % Tabel 3: CO2-reductie tijdens de meetperiode

Tabel 3 geeft een overzicht van de CO2-emissie over de meetperiode. Door toepassing van de KWO-techniek werd de CO2-emissie met 55 ton verminderd over de voorbije 3 jaar. Op jaarbasis geeft dit een reductie van ongeveer ruim 18 ton of 62 %.

21

7 ECONOMISCHE EVALUATIE In het kader van de bevordering van nieuwe energietechnologieën heeft de Vlaamse overheid een subsidie toegekend van 35% van de meerkosten van de koude-warmteopslag (KWO) installatie bij Technologiehuis-Cipal te Geel. De totale investeringskost voor de KWO-installatie bedroeg 487.821 €. De meerkosten van de KWO t.o.v. een traditionele koelmachine bedroegen 92.296 €. Technologiehuis heeft een subsidie van 35% zijnde 32.304 € bekomen. De energiebesparing wordt bepaald door de KWO te vergelijken met mechanische koeling via een koelmachine. Voor de klassieke koelmachine is een investering voorzien van 395.525 € (Vermogen 1.150 kWth). Voor de elektriciteitsprijs wordt 6,45 cEURO/kWhe gebruikt. Enkel de vaste term en de variabele kosten elektriciteit worden in rekening gebracht. Alle vermelde bedragen zijn exclusief BTW. Bij de evaluatie is er rekening gehouden met een vermeden onderhoudskost, geschat op 6.057 €/jaar, en een vermeden vermogenvergoeding van 2.770 €/jaar. Tabel 4 toont de economische evaluatie van het project.

Investeringen (€) KWO-installatie Totaal Vermeden investering koelmachine (€) Subsidie

487.821 487.821 -395.525 -32.304

Energiebesparing (€/jaar) Elektriciteitsbesparing Subtotaal Vermeden onderhoudskost en vermogenvergoeding (€/jaar) Totaal

1.880 1.880 8.827

10.707 Terugverdientijd van de meerinvestering (exclusief subsidie) (jaar)

8,6

Terugverdientijdvan de meerinvestering (inclusief subsidie) (jaar)

5,6

Tabel 4: Economische evaluatie demonstratieproject bij Technologiehuis-Cipal, Geel Door toepassing van deze energiezuinige technieken wordt een elektriciteitsbesparing van 29,.2 MWh/jaar of 1.880 €/jaar gerealiseerd. Samen met de vermeden onderhoudskost en vermogenvergoeding geeft dit een besparing van 10.707 €/jaar. Wanneer de terugverdientijd van de meerinvestering berekend wordt, bedraagt deze 8,6 jaar zonder subsidie. Indien de subsidie mee in rekening wordt gebracht, dan bedraagt de terugverdientijd 5,6 jaar.

22

8 MENING VAN DE EIGENAAR Situering van het project Het project KWO Technologiehuis – Cipal werd gerealiseerd in opdracht van het provinciebestuur Antwerpen en de intercommunale Cipal. Het Technologiehuis is een incubatiegebouw van de provincie Antwerpen op de Technologiezone in Geel en huisvest startende technologiebedrijven. Op dezelfde zone bevindt zich Cipal een bedrijf dat informaticatoepassingen ontwikkeld voor lokale besturen en overheden. Toen beide partijen in 2000 uitbreidingsplannen hadden werd besloten om voor de koeling van bestaande en nieuw op te richten gebouwen gebruik te maken van KWO. Historiek van het project Na een haalbaarheidsstudie door VITO waarin duidelijk de energetische en economische voordelen van een KWO-installatie tov klassiek koelmachines naar boven kwamen werd de engineeringstudie uitgevoerd door VITO in samenwerking met IF Flanders. Op de openbare aanbesteding tekende slechts één inschrijver in, Smet GWT uit Dessel, die dan ook de installatie uitvoerde. Evaluatie De globale evaluatie is positief en de installatie werkt naar behoren. Hieronder geven we enkele van onze ervaringen mee. Met betrekking tot het ontwerp

• Dimensionering gebouwzijdig : rekening houden met de lagere koelwatertemperaturen

• Laden en ontladen tegelijkertijd moest mogelijk zijn en is ook gerealiseerd • 2 verschillende gebruikers met eigen / verschillend koelbehoeftenpatroon

– Cipal : vrij klassiek – Technologiehuis : onregelmatiger werkuren en soms (bv zaterdag) geringe

bezetting owv één bedrijf dat zaterdag en in ploegen werkt • Vergeet passieve maatregelen niet! Voorkomen is beter dan genezen

Met betrekking tot ingebruikname:

• Regeltechnische optimalisatie noodzakelijk – Gebouwzijdig – KWO-kant – Afstemming van beide

23

• Werking deelsystemen (bv koeltorten en grondwatercircuit) vergt optimalisatie en afstemming

• 2 werkingsseizoenen (zomer / winter) : werkingsjaar nodig om een en ander fijn te tunen

Ervaringen gebruik

• Koelcapaciteit voldoende en efficiënt • Beperkt toezicht en onderhoud nodig

– Beheerder • Spuien bronnen • Metingen en analyses voor milieuvergunning gebruik grondwater

– Installateur • Preventief koeltoren, waterbehandeling en bronnen

• Energie- en milieuvriendelijk Ervaringen economie: de besparingen en terugverdientijden vermeld in het rapport moeten geïnterpreteerd worden rekening houdend met:

• Investeringen nu waarschijnlijk lager – Was +/- pilootinstallatie – Maar 1 inschrijver op aanbesteding door provincie – Installatie wat overbemeten

• Extra investering door 2 gebruikers op 300 m van elkaar • Extra investering door 2 verschillende gebouwenbeheerssystemen • Meetperiode omvat ook periode van optimalisering regeling • Nu betere regeling oa groter temperatuursval over warmtewisselaar • Rekening houden met specifieke bezetting van Technologiehuis, soms kleine

bezetting maar toch koeling nodig.

Besluit

• Nu tevreden gebruiker • Aanvang wat moeilijker en moeizamer dan verwacht • Overtuigd van de mogelijkheden en economische en ecologische meerwaarde • Voor ons nieuw gebouw (milieu-incubator) : K30 + KWO + warmtepomp +

betonkernactivering Erik Degroof Innotek Voor Cipal en provinciebestuur Antwerpen

24

9 BESLUIT Het toepassen van de koude-warmteopslagtechniek (KWO) leidt bij Technologiehuis-Cipal tot volgende besluiten (evaluatie over 3 jaar, 02/2003 t.e.m. 01/2006): Over de ganse periode was er een totale koelvraag van 497 MWh; In totaal werd 238.100 m3 grondwater verplaatst van de koude naar de warme bron

(ontladen); In totaal werd 151.000 m3 grondwater verplaatst van de warme naar de koude bron

(laden); Toepassing van KWO gaf een totale jaarlijkse reductie van het primair

energieverbruik met 239 GJ; Vertaald naar de CO2-uitstoot betekent dit een reductie met ruim 18 ton per jaar; Globaal betekent dit een besparing van 62 % op het primair energieverbruik en een

CO2 reductie van 62 %;

Over de volledige meetperiode is er een energiebesparing gerealiseerd. De installatie biedt de koude aan met een hoog rendement (SPF = 9 versus SPF = 3,5 voor klassieke koelmachine). Het toepassen van koude-warmteopslagtechniek brengt ook een zekere meerkost met zich mee. Deze meerkost kan echter terug verdiend worden door vermeden energiekosten enerzijds en de vermeden onderhoudskosten en vermogenvergoeding van een klassieke koelmachine anderzijds. Wanneer dit alles in rekening wordt gebracht, wordt er een terugverdientijd van 8,6 jaar zonder subsidies, en 5,6 jaar inclusief subsidies gehaald.

25

BIJLAGE 1: SAMENVATTING RESULTATEN

Debiet laden Debiet ontladen Energie laden Energie ontladen El. energie laden El. energie ontladen Maand

[m³] [m³] [MWh] [MWh] [kWh] [kWh] feb/03 13.900 1.400 161 10 3.290 57 mrt/03 5.500 6.800 122 17 983 209 apr/03 1.900 11.100 4 16 268 472 mei/03 100 17.700 1 17 35 401 jun/03 0 22.800 0 41 0 1.280 jul/03 0 23.200 0 40 0 1.331

aug/03 0 27.100 0 52 0 1.683 sep/03 100 11.000 0 19 0 507 okt/03 2.800 2.800 6 4 522 115 nov/03 1.200 900 5 1 452 6 dec/03 9.700 200 46 0 2.886 0 jan/04 9.800 0 47 0 2.591 0 feb/04 10.300 200 44 0 2.559 0 mrt/04 8.600 1.400 36 3 2.240 27 apr/04 1.100 8.800 3 12 152 379 mei/04 200 7.500 0 16 0 338 jun/04 0 10.300 0 26 0 522 jul/04 0 13.300 0 29 0 787

aug/04 0 15.900 0 37 0 1.031 sep/04 0 12.200 0 22 0 617 okt/04 100 4.500 0 7 0 95 nov/04 0 300 0 1 0 27 dec/04 16.200 0 71 0 5.186 0 jan/05 9.900 0 23 0 3.242 0 feb/05 7.000 0 35 0 2.247 0 mrt/05 7.800 700 13 2 2.341 41 apr/05 500 1.000 1 2 89 64 mei/05 0 3.100 0 10 0 56 jun/05 0 10.100 0 26 0 283 jul/05 0 8.500 0 31 0 185

aug/05 0 5.000 0 18 0 94 sep/05 0 6.700 0 26 0 137 okt/05 0 3.000 0 10 0 31 nov/05 5.500 500 37 2 1.666 2 dec/05 18.800 100 116 0 6.496 0 jan/06 20.000 0 107 0 6.524 0 Totaal 151.000 238.100 878 497 43.767 10.777